CH397281A - Messgerät zur Anzeige des Feuchtigkeitsgehaltes von Werkstoffen - Google Patents

Description

  
 



  Messgerät zur Anzeige des Feuchtigkeitsgehaltes von Werkstoffen
Die Messgeräte zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes von Werkstoffen,   z. 3.    von Gegenständen, sind im allgemeinen mit Verstärkern versehen. Wegen der hierzu notwendigen Elektronenröhren sind sie jedoch nicht nur schwer und unhandlich, sondern auch störanfällig, denn bei der Durchführung von Messungen im Freien oder in Lagerschuppen, wie z. B. bei Feuchtigkeitsmessungen von Holz, Getreide oder dergleichen, ist die Behandlung der Geräte oft nicht sorgfältig genug.



   Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich nun auf ein Messgerät zur Anzeige des Feuchtigkeitsgehaltes von, insbesondere festen, Werkstoffen durch Messen des elektrischen Widerstandes mittels angelegter oder eingeführter Elektroden, das sich zur Vermeidung der genannten Nachteile dadurch auszeichnet, dass zwischen die Messstrecke und das Anzeigeinstrument mindestens zwei als Verstärker arbeitende Transistoren eingebaut sind. Dadurch können Spannungs- und Temperaturschwankungen aufgehoben und genaue Messergebnisse erzielt werden.



   Zu diesem Zweck können z. B. zwei Transistoren symmetrisch gegeneinander oder es können mindestens zwei Transistoren in Stufenschaltung hintereinander geschaltet sein. Als Transistoren eignen sich insbesondere Flächentransistoren der npn-Type, da diese höher belastbar sind und somit eine höhere Verstärkung ergeben sowie ausserdem besonders niedrige Eingangswiderstände haben im Gegensatz zu Transistoren der   pnp-Type.   



   Bei einer Verstärkungsschaltung mittels Elektronenröhren wird bekanntlich eine ziemlich hohe Heizleistung benötigt, so dass entsprechend bemessene Batterien erforderlich sind, durch die ein tragbares Messgerät schwer und unhandlich wird. Dieser Nachteil fällt bei der Verwendung von Transistoren weg, weil diese praktisch keinen   Leistungsverbrauch    haben. Die erforderlichen Transistorenspannungen lassen sich einer kleinen Batterie mit langer Lebensdauer entnehmen. Das so erhaltene Messgerät ist leicht und handlich und nicht störanfällig.



   Eingehende Untersuchungen haben ferner gezeigt, dass die logarithmische Abhängigkeit des von dem Feuchtigkeitsgehalt des betreffenden Stoffes oder Gegenstandes abhängigen Widerstandes der Exponentialcharakteristik der Transistoren ohne Schwierigkeiten anzupassen ist. Das Anzeigeinstrument des Messgerätes nach der Erfindung kann daher eine praktisch lineare Anzeigeskala aufweisen, die sich beispielsweise von etwa 40 kQ bis zu etwa 100 MQ erstrecken kann. Ausserdem zeigt es mit Vorteil den Feuchtigkeitsgehalt in weitem Bereiche unabhängig von   Spannungs- und    Temperaturschwankungen schnell, zuverlässig und genau an und ist dann vielseitig verwendbar. Dabei ist es gleichgültig, um was für Werkstoffe, das heisst Gegenstände es sich handelt, deren Feuchtigkeitsgehalt festgestellt werden soll.



  Infolge der Eigenart der Transistoren hinsichtlich ihrer verstärkenden Wirkungen bei verschiedener Ausführung der möglichen Schaltungen und Anschlüsse ihrer Elektroden lässt sich nämlich des weiteren auch eine vielseitige Anpassung des Messkreises an die praktischen Bedürfnisse durchführen, wobei je nach den Erfordernissen des Messvorganges und der Empfindlichkeit des Anzeigeinstrumentes eine geeignete Bemessung und Auswahl der verschiedenen Einzelelemente des Messgerätes vorgenommen werden können.



   Einige Ausführungsbeispiele von Messgeräten mit verschiedenen Transistor-Verstärkerschaltungen im Sinne der Erfindung sind auf der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei in Fig. 1 und in Fig. 2 jeweils zwei Transistoren symmetrisch gegeneinander und in Fig. 3 hintereinander geschaltet sind. Selbstverständlich sind auch andere Schaltungen möglich, wobei  auch mehr als zwei Transistoren verwendet werden können.



   Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine aus einer Batterie bestehende Stromquelle U von einem einstellbaren Spannungsteiler S überbrückt.



  Der zu messende Widerstand Rx ist einerseits an die Stromquelle U angeschlossen und steht anderseits mit den Emittern der beiden Transistoren   T1    und T2 in Verbindung. Dazwischen können je nach Bedarf   Kopplungswiderstände    K zwischengeschaltet sein. Die Basis eines jeden der beiden Transistoren   T1    und T2 ist an den die Stromquelle U überbrückenden Spannungsteiler S angeschlossen, der ausserdem über einen regelbaren Symmetrierungswiderstand   Wh    mit dem Emitterkreis in Verbindung steht. Die beiden Kollektoren der Transistoren   Tt    und T2 sind ebenfalls miteinander verbunden und an das Anzeigeinstrument A angeschlossen, welches ausserdem auf übliche Weise mit der Stromquelle U verbunden ist.

   Im Bedarfsfalle kann in den Ausgangskreis noch ein einstellbarer Angleichungswiderstand Wa zur günstigsten Skalenangleichung zwischengefügt werden.



   Durch die Gegeneinanderschaltung der beiden Transistoren   T1und    T2 werden Spannungs- und Temperaturschwankungen, denen gegenüber bekanntlich Transistoren besonders empfindlich sind, ausgeglichen, so dass das Messgerät stets eine gleich gut bleibende Anzeigegenauigkeit aufweist. Durch den Widerstand Wh kann der günstigste Arbeitspunkt der Transistoren festgelegt werden, während durch den Spannungsteiler S eine gute Anpassung der Eingangspotentiale an den Emittern gegenüber den Ausgangspotentialen an den Kollektoren möglich ist.



   In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel ähnlich demjenigen in Fig. 1 schematisch dargestellt. Hierbei sind an Stelle eines Spannungsteilers zwei hintereinander geschaltete kleine Stromquellen   Ui    und U2 vorgesehen. An die Stromquelle   Ui    ist der zu messende Widerstand   R &     angeschlossen, der anderseits im   Ge    gensatz zu dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel nicht mit den Emittern, sondern mit den Basen der beiden Transistoren   T1    und T2 verbunden ist.



  An den Verbindungspunkt zwischen den beiden Stromquellen   Ui    und U2 sind in Parallelschaltung die Emitter der beiden Transistoren   T1    und T2 angeschlossen, wobei im Bedarfsfalle feste oder regelbare Anpassungswiderstände   W1    und W2 eingefügt werden können. Die Kollektoren der beiden Transistoren   T,    und   T2    sind vorzugsweise über Symmetrierungswider  stände    R1 und R2 in Parallelschaltung an das Anzeigeinstrument A angeschlossen, das ausserdem wie üblich mit der Stromquelle U2 in Verbindung steht.



  Auch ein Messgerät mit dieser Schaltung besitzt die gleichen Vorteile wie ein Messgerät mit einer Schaltung nach Fig. 1. Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, die verschiedenen Widerstände je nach Bedarf entsprechend zu bemessen oder anzuordnen.



   In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem an Stelle der einen Gleichstromquelle eine Wechselstromquelle verwendet wird, wobei die beiden hintereinander geschalteten Transistoren   Tj    und T2 eine mehrstufige Verstärkung ergeben. Der Wechselstrom kann beliebig erzeugt werden, so z. B. durch einen kleinen Generator oder einen Oszillator oder einen Transistor-Gleichspannungswandler.



  Die zweite Stromquelle U2, bestehend aus einer kleinen Batterie, ist wie üblich mit der Wechselstromquelle   U51 einpolig    verbunden. Der zu messende Widerstand Rx ist an die Wechselstromquelle   U,' an-    geschlossen und steht ausserdem über einen Kondensator   F1    mit der Basis des Transistors   T1    in Verbindung. Vor dem Kondensator   F1    zweigt die Verbindungsleitung zu dem Kollektor des Transistors   T1    ab, in welche ein fester oder regelbarer Dämpfungswiderstand   R, 1    eingefügt ist.

   Der Emitter des Transistors T, ist ausserdem mit dem Emitter des zweiten Transistors   T2 verbunden    und beide sind an den Verbindungspunkt der beiden Stromquellen   U,' und    U2 angeschlossen.



   Der Kollektor des Transistors   T1    ist ferner über einen Kopplungskondensator F2 und parallel hierzu über einen regelbaren Kopplungswiderstand Rk mit der Basis des Transistors   T    verbunden sowie ausserdem unmittelbar an den Kollektor des Transistors T2 angeschlossen. Parallel an dem letzteren liegen des weiteren ein Rückführungswiderstand Rf sowie der Übertrager   Ü    mit jeweiligem Anschluss an die Stromquelle U2. Durch den Übertrager   Ü    wird der Messstrom auf das Anzeigeinstrument A auf übliche Weise übertragen, in dessen Zuleitungen im Bedarfsfall Gleichrichter eingefügt sind.

   Auch mit einer derartigen Schaltungsanordnung lassen sich hochohmige Widerstände oder die entsprechendenLeitwerte, wie sie bei Feuchtigkeitsmessungen und Isolationsmessungen auftreten, schnell, genau und zuverlässig bestimmen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Messgerät zur Anzeige des Feuchtigkeitsgehaltes von, insbesondere festen, Werkstoffen durch Messen des elektrischen Widerstandes mittels angelegter oder eingeführter Elektroden, gekennzeichnet durch den Einbau von mindestens zwei zwischen der Messstrecke und dem Anzeigeinstrument als Verstärker arbeitenden Transistoren.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Messgerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Transistoren symmetrisch gegeneinander geschaltet sind.

   2. Messgerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Transistoren in Stufenschaltung hintereinander geschaltet sind.

   3. Messgerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Transistoren der npn-Type angehören.

   4. Messgerät nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu messende Widerstand (Rx) einerseits an die Stromquelle (U) und anderseits in Parallelschaltung an die Emitter von zwei Transistoren (TL, T2) angeschlossen ist, die über einen Symmetrierungswiderstand (Wb) mit den Basen der Transistoren (Ti, T2) verbunden sind, welche mit der Stromquelle (U) über einen einstellbaren Spannungsteiler (S) in Verbindung stehen, und dass die miteinander verbundenen Kollektoren der Transistoren (T1, T2) an das ausserdem an der Stromquelle (U) liegende Anzeigeinstrument (A) angeschlossen sind.

   5. Messgerät nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsleitung zwischen den Emittern der beiden Transistoren (T1, T2) Kopplungswiderstände (K) und zwischen den Kollektoren der beiden Transistoren (Ti, T2) und dem Anzeigeinstrument (A) ein einstellbarer Angleichungswiderstand (Wa) zwischengeschaltet sind.

   6. Messgerät nach Patentanspruch und Unteranspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der zu messende Widerstand (Rx) einerseits an die Stromquelle (Ui) und anderseits an die Basen von zwei Transistoren (Tt, T2) in Parallelschaltung angeschlossen sind, deren Emitter in Parallelschaltung mit dem Verbindungspunkt der Stromquelle (Ui) mit einer zweiten Stromquelle (U) in Verbindung stehen, während die Kollektoren der Transistoren (Ti, T2) in Parallelschaltung an das ausserdem an der Stromquelle (U2) liegende Anzeigeinstrument (A) angeschlossen sind.

   7. Messgerät nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Emitterleitungen der beiden Transistoren (Ti, T2) Anpassungswiderstände (Wi, W2) und in die Kollektorleitungen der beiden Transistoren (Ti, T2) Symme trierungswiderstände (Ri, R2) zwischengeschaltet sind.

   8. Messgerät nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zu messende Widerstand (RN) einerseits an eine Wechselstromquelle (um') und anderseits in Parallelschaltung über einen Kondensator (F1) an die Basis eines Transistors (T1) und über einen Dämpfungswiderstand (Rd) an den Kollektor des Transistors (Ti) angeschlossen ist, dessen Emitter mit dem Emitter eines zweiten Transistors (T2) sowie mit der Wechselstromquelle (um') und der Stromquelle (U2) in Verbindung steht, und dass die Basis des Transistors (T2) über einen Kopplungswiderstand (Rk) und einen Kondensator (F2) als parallel geschaltete Kopplungsglieder an den Kollektor des Transistors (Ti) angeschlossen ist, der ausserdem mit dem Kollektor des Transistors (T2)

   sowie über einen Rückführungswiderstand (Rf) und einen parallel hierzu liegenden Übertrager (Ü) für das an diesen über Gleichrichter angeschlossene Anzeigeinstrument (A) mit der Stromquelle (U2) verbunden ist.